UNIV.: JORGE ELIAS VILLCA COCAUNIVERSIDAD MAYOR REAL Y PONTIFICIA DE SAN FRANCISCO XAVIER DE CHUQUISACAFACULTAD DE TECNOLOGIA

INFORME #4DESTILACION SIMPLE O DIFERENCIAL

CARRERA : INGENIERIA QUIMICAUNIVERSITARIO : JORGE ELIAS VILLCA COCADOCENTE : GONZALO BENITO PEREZMATERIA : LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS

SUCRE - BOLIVIADESTILACIN SIMPLE O DIFERENCIAL

1.- OBJETIVOS: Comprender la importancia de la Destilacin Simple o Diferencial. Comparar los resultados experimentales con los analticos y determinar cul de los casos es la que presenta menor error. Identificar claramente las aplicaciones y limitaciones de la Destilacin Simple o Diferencial.2.- FUNDAMENTO TERICO

DESTILACIN: Destilacin: operacin unitaria consistente en la separacin de los componentes de una mezcla basndose en la diferencia entre la presin de vapor de stos. El vapor producido tiene una composicin ms rica en componentes voltiles que el alimento.

DESTILACIN SIMPLE O DIFERENCIAL: Operacin intermitente en la que la mezcla se calienta hasta su temperatura de burbuja, comenzando la ebullicin, que se mantiene. El vapor se condensa y se recoge en forma de lquido. A medida que se va evaporando el componente ms voltil la temperatura de ebullicin de la mezcla va aumentando. Este proceso se mantiene hasta que se recoge una cantidad prefijada de destilado o la composicin de residuo es la que buscbamos.Supondremos que el alimento y el vapor generado estn en equilibrio dinmico y por tanto su composicin variar continuamente. En una mezcla binaria tenemos el componente A (ms voltil) y el B. La ebullicin comienza a la temperatura T1 obtenindose un vapor de composicin XDo originado a partir de la mezcla de composicin en el componente ms voltil Xwo. Al separarse este vapor la composicin del lquido se desplaza a la izquierda siguiendo la curva de equilibrio, y por tanto aumenta la temperatura de ebullicin. Cuando la composicin del lquido residual es Xw el vapor originado tiene una composicin XD, siendo la temperatura T2. El destilado recogido tiene una composicin comprendida entre XDo y XD.

T1: Temperatura al inicio de la ebullicinT2: Temperatura al final de la destilacinXDo: composicin inicial del destiladoXD: composicin final en el destiladoXwo: composicin inicial del componente ms liviano Xw: composicin final del componente ms liviano.Wo: carga inicial en molesW: carga final (en el instante t)Do: Destilado inicial en molesD: destilado final (en el instante t)

MODELO MATEMTICO PARA UN SISTEMA BINARIO

Balance de materiaEntrada Salida= Acumulacin

Balance individual para el componente ms liviano

(1) Ecuacin de diseoIntegramos segn las condiciones iniciales y finales para el cambio en la cantidad de lquido y en la concentracin: (2) Ecuacin de RayleighCasos para la destilacin Caso IK=cte

Caso II=cte

Caso IIIcte ; Kcte

1.1 Composicin promedio del destilado

3.- EQUIPOS Y MATERIALES

Equipo: Termmetro de vidrio. Pipeta. 2 vasos de precipitados. Probetas. 7 recipientes de plstico. Refractmetro. Hornilla elctrica Malla de amianto Densmetro.

Material: Agua mineral de 2 litros. Alcohol comercial 2 litros.(96GL)

4.- Procedimiento Preparar una solucin con una fraccin molar de 10% de etanol-agua con un volumen de 120 ml Determinar Brix, IR, densidad, la cantidad de muestra a preparar debe ser de 120ml Medir la Densidad, GL, BRIX, IR de la solucin preparada. Cargar la solucin al baln y suministrar calor. Abrir la vlvula de agua de refrigeracin y verificar que no existan fugas. Controlar el tiempo desde el momento que se suministra calor hasta que se deja de suministrar calor. Recibir las primeras gotas de destilado y registrar la temperatura, Densidad, GL, BRIX, IR repetir el mismo procedimiento cada 5 ml, hasta obtener aproximadamente un destilado de 40 ml. Juntar todas las muestras del destilado y determinar el volumen total, medir la densidad, GL, BRIX y el IR. Enfriar el residuo hasta temperatura ambiente y medir la densidad, BRIX, IR.

5.- TABULACION DE DATOS

Destilado

NV (ml)t(min)T (C)BRIXIRGL

11 gota2:067320.251.364574.4

2521:537819.51.36373.9

31022:9678.519.251.362568

41525:558117.751.360561.7

52029:928217.251.35955.3

62535:928416.51.358552.4

73044:208614.01.35440.1

83555:218710.751.34932.2

94068:50887.51-34425.3

MUESTRAV (ml)(g/ml)BRIXIRGL

INICIAL1150.96810.251.34826.7

RECIDUO630.9891.51.3354

DESTILADO370.93161.357549.2

6.- TABULACION DE RESULTADOS

Exp.Caso ICaso II Caso IIIError %Caso IError %Caso IIError %Caso III

Wf (mol)0.79951.58660.776990.7832440.8452.4562.076

Xwf0.20970.15410.095950.0976836.0827.56474.45

D (mol)0.0052-0.78190.027710.0214660.5659.67547.66

Caso I

Sistema de dos ecuaciones con 2 incgnitasW=2.38718 molXw=0.061856

Caso II

W=2.096396Xw=0.0385792

Caso III(7)(8)

1.Suponer Xw

2. Leer YD =XD de la grfica X vs Y

3. Calcular el rea de la grafica

4. Calcular el W con ec. II

5.Con Wcal. Calcular

6. Xw sup = Xw cal?

7. NO

8. SI FIN

rea(trapecio)

0,0240,0487540,4090,2511731

0,01920,0448,216

0,014520,02545,42

0,009780,0212547,187

0,005050,0181,613

0,000320,0037589,855

7.- CONCLUSIONES

El proceso se desarroll satisfactoriamente cumpliendo lo que se plante en el objetivo COMRENDIENDO TOD todo el proceso que se da en la separacin diferencial. El proceso de destilacin las composiciones y los flujos varan en relacin al tiempo. Es verificable que la composicin del destilado para el componente ms liviano en la primera gota es mayor a las dems lecturas que se hagan. La carga inicial es ma yor a la carga final en el hervidor. La temperatura de ebullicin aumenta cuando la destilacin est en marcha. Es recomendable el caso I (K=cte), porque los errores porcentual en relacin a los otros dos caos es menor. Los dos ltimos casos el error es atribuible a que no se consider los Brix en el clculo de las composiciones, en esta situacin no es posible recomendar estos casos para la determinacin de la carga y composicin final.

8. BIBLIOGRAFA

Henley E. J. , Seader J. D. (2000).Operaciones de Separacin por Etapas de Equilibrio en Ingeniera Qumica.Mexico: Editorial Revert, S. A.(mexico 2000)

9. ANEXOS